杜儿坪南八盘区设计说明书.doc
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1、第一章 杜儿坪矿区概论及煤田特征第一节 矿区概况一、 交通位置:西山矿区位于西山煤田之东北边缘,地属太原市河西区,东距太原市20公里。杜儿坪井田在西山矿区之北部,西铭矿之南,官地矿之北,地理位置为东经11245,北纬3740。自太原市北站建筑有铁路线伸入矿区,至玉门设有集中编组站,目前杜儿坪支线已通车,该矿之煤炭可直接由支线装车外运。 杜儿坪矿交通位置图自太原市至白家庄矿筑有公路,路经矿务局,有公共汽车往来通达,由河涝湾至杜儿坪坑口有公路可达。目前正在施工之电车道(由河涝湾至坑口)全长约6公里,预计在64年7月份即可竣工通车,此线通车后将为职工上下班创造良好条件。二、 地形:西山矿区位于吕梁山
2、区,井田区域内一般标高高出汾河平原580公尺以上,矿区东南为汾河平原,在太原市汾河迎泽大桥附近标高为781M,向西地势逐渐升高,至杜儿坪坑口处标高为1115M,坑口高出迎泽桥附近334M。在本井田西面且最高峰为石千峰之苗尖山,是本区之分水岭,许多山岭沟谷均以此为中心,呈放射状。三、区内开发情况:本矿区现有公安厅所属西峪、南寨两个矿井及西山矿务局所属之杜儿坪、西铭、白家庄、官地四个矿井,为山西省主要煤炭基地之一。在杜儿坪井田内上组煤破坏范围较大,多为过去小窑采空,其小窑破坏区域尚掌握资料不够,今后需进一步查明。杜儿坪现有坑口情况:1、 东西平峒。此平峒原系旧有坑口,58年根据北京煤矿设计院设计改
3、建之杜儿坪矿主平峒,现以使用。2、 十八尺平峒:该坑口系解放后开凿的,其附近之十六、十五号煤均已采空,目前尽作为1123水平南翼一采回风之用,在碾子沟风井运转后,该坑即可报废。3、 东大窑:该坑系58年开凿,现尽作为北二回风道,斜风道井掘进送料,进、回风之用,在上述工程竣工后即可封闭。四、其他资源及经济情况:太原市为一重工业城市,在矿区东部有热点厂、纺织厂、砖瓦厂等工厂,市区北部有太原钢铁厂。矿区内除煤矿外,还有石膏厂、水泥厂、石渣厂、石灰厂、硫磺厂等工厂。沿山边一带开采石灰岩,黄铁矿,石膏矿等矿。矿区内居民绝大多数为煤矿工人,食品及劳动力均需外地供应。建筑木材及坑木非常缺乏,必须外地支援。五
4、、河流、气候和地震:井田内最大沟谷计有南峪沟和虎峪沟两条,其中后者为大,常年有水,在枯季有干涸,夏季沟水较大,每当雨后,山洪汇集,水流激增,该沟全长12公里,源出于石千峰东坡,流至河涝湾处,水渐渗入冲积层内不复出现地面。1955年在虎峪桥测得最大流量为20.43立方米/秒,最小流量为0.06立方米/秒。该矿区年降雨量400.4528.4公厘,7月份降雨量最大达2136公厘。最大积雪厚度为13.2公分,最大年蒸发量208公厘;最小年蒸发量177公厘。年最大绝对湿度26.1公厘;最小绝对湿度0.1公厘。最低气温-29.5(在1月份);最高气温41.4(7月份),全年平均气温10.1,每年十月起结冰
5、至次年4月解冻,冻结深度最大达1.0公尺。本区主要风向为北西,峪山沟方向平均风速2.7公尺/秒,最大风速为14.7公尺/秒。根据中国科学院提供之太原地区震烈度鉴定意见,确定为7级震区。六、电源:本矿之电源由太原发电一厂、二厂供给经白家庄变电所至该矿三岔口变电所供全矿使用。第二节 矿区及煤田地质构造一:杜儿坪矿位于西山矿区中部,石炭二选纪月门沟煤系之太原统山西统为本区主要含煤地层。勘探区内分布之地层自下而上叙述如下:1.中奥陶纪马家沟统:以石炭岩及泥灰岩夹透镜状石膏组成,平均总厚度211公尺。2.中奥陶纪本溪统:假整合于奥陶纪石灰岩之上,以山西式铁矿、铝土页岩、砂质页岩、页岩、石灰岩组成,平均总
6、厚度为27公尺。3石炭二叠纪月门沟(煤)系:本系包括太原统及山西统两个部分。(1) 太原统:为本区主要含煤地层之一,共含有八、九、十及十一号四煤层。其下与本溪统成假整合接触,本统内有砂岩,砂质页岩,页岩,煤及石灰岩等,平均总厚度72公尺。(2) 山西统:亦为本区主要含煤地层,在井田内共包括十五、十流及十七号三层煤,全统由砂岩、砂页岩、煤及页岩所成,平均总厚度76公尺。4中下二选纪石盒子统:本统总平均厚度514公尺,多为黄绿色、杏黄色、紫色砂质页岩、页岩和砂岩组成。5.二选三选纪石千峰统主要由砂砾岩砂岩组成,出露最大厚度185公尺。6.第三纪砾岩层:本层分布在井田外东北之风声河,磺厂沟下游及大窑
7、北边沟谷旁,多为角砾状灰岩碎屑,厚度为020公尺左右。7.第四纪黄土及红土层:主要分布在井田东北部山坡及平原区,厚度为050公尺。8.近代冲积层:沉积范围不广,主要在大虎沟、月门沟口及平原上。 本井田内共有7层煤可采,计八、九、十、十一、十五、十六及十七号煤层,其中第十一号、十七号层为局部可采,煤层平均总厚度约17.57公尺含煤系数约为10%。 二、西山煤田为一向斜盆地,盆地的向斜轴至西山矿区的东岭石千峰以北70东方向,向西南伸长,至南部轴向转成北25东,直至文水县。北面则为大致东北西南向断层切断盆地西翼倾斜急陡,北东部分产状平缓,本矿区位于西山煤田之东北部总的看来采煤倾向西南,倾角18,在杜
8、儿坪井田内大部煤层均为3左右。 本井田有较多的背斜,向斜构造主要有: 1.通过38、39号钻孔的背斜构造轴向大致由38号钻孔起,经39号钻孔延伸至勘探线以外,背斜的西翼较大,摺曲平缓。 2.通过48、51号局部窟窿摺曲中部突起向四周倾斜,波及面很少。 3.通过21、27、36号钻孔的大向斜构,大致起于21号钻孔,轴向南北,至36号钻孔附近形成一盆形构造,上述之向斜轴至36号孔(轴向南北)处轴向转为南45,西延伸至井田勘探线以外,此处向斜轴两翼平缓,摺轴长是本勘探区以内较大向斜构造。 由于区域内存在背斜向斜摺曲构造数次,致使煤层走向变换不一,大致在井田中部,煤层走向成南北方向,在井田北部(即与西
9、铭矿相邻界处)走向转换为南45西,在矿井南部走向多以东西发展,总的看来煤层走向成一反S形。井田内断层较少,仅井田南部的杜儿坪断层(5号断层)是唯一的大断层,该断层作为杜儿坪井南部的自然境界线,将来在开采上没有什么影响,5号断层方向为N45转为N5,倾角NW倾角为7585,西北盘降落为正断层,落差80M220M,由西向东逐渐加大。井田内有环状陷落数处,常三五成群为在,陷落直径一般在2030M有的直径以达50M以上。需要特别指出,原148队所圈定的煤层底板等高线(即原设计使用资料)与实际矛盾较多,我局曾进行补钻工作,根据补钻结果及148队之原钻孔资料重新圈定之煤层底板等高线图,在井田中部出现盆状构
10、造,煤层倾角变小,标高提高,从目前资料看,该井向西扩大井界的可能性很大。第三节 矿区水文地质 井田内大部分钻孔均进行了简易水文观察工作,第32号钻孔即为专门水文孔。在地面上对井泉及地面水流也进行了观察,现有生产坑口涌水情况也作了测定。 根据地质报告书提出区内共有五个含水层即: 1.奥陶纪马家沟统石灰岩(O2)。 2.月门沟煤系下部的上石炭纪太原统石灰岩(C3)。 3.月门沟系上部二迭石炭纪山西统(CP)北岔口砂岩(K3)。 4.二迭纪石盒子统(PS1)骆驼锛砂岩(K4)。 5.二迭纪石盒子(PS2)砂岩(K6)。 上述含水层含水量均很小,比较大者仅PS2一层,在石灰岩层内有溶洞。 根据杜儿坪矿
11、井下生产采区了解,井下涌量不大,水源主要来自小窑采空区的积水,并有一部分地面渗水,在今后生产期间尚需对古窑破坏情况,范围进一步探明,根据矿务局地质处所提供之小窑破坏区资料,所圈定之范围,1117水平上组煤的破坏区范围比148对圈定的资料有所扩大,今后应采用探巷方式逐步探明。 5号断层可能是井下涌水的另一来源,将来在回采和掘进时,均应保留一部分煤柱,以隔断层涌水。根据该矿生产时期的含水系数及地质报告书的提供数字予计杜儿坪矿达到设计产量的涌水量约为400770立方米/时。第四节 矿区勘探程度及其可靠性 自1955年开始勘探工作起至1957年提出地质报告书止,在西铭及杜儿坪勘探区内共完成钻孔51个,
12、总计钻探12533.98公尺,同时在煤层露头进行了槽探工作,勘探面积78.75平方公里,其中在杜儿坪井田内有30个钻孔,由于勘探工作采取了交叉作业,因此有一些钻孔位置布置的不够理想,对煤层底板等高线的控制是作的不够的,对于小窑破坏区范围亦是推断,一般说,钻探质量都不高,打丢打薄煤层较严重,曾钻穿煤层182层次,其中就有8层次打丢,采取率在60%以下占24%,为此西山矿务局在58年63年共补钻孔19个,其中南翼10个,北中部7个,以保证更正确的掌握煤层变化情况,根据补钻资料及原有资料所圈定的等高线,基本上符合实际情况,但在个别地方与实际尚有些出入,如目前1123水平北翼九尺大巷十五号测点附近出现
13、背斜构造,其构造的大小尚需进一步探明。在小窑破坏区的圈定上目前也是根据推断确定今后还需要抓紧此项工作。第五节 煤层特征 本井田内局部可采及全部可采煤层共有七层,自上而下分别叙述于下: 1.第17号层(上三尺):本层仅井田西南角部可采,厚度在0.60.8之间,顶底板均为砂质页岩,下距16号煤层约6.89M左右在南峪村附近曾有小窑开采过,居民称本层煤之焦性甚忧。 牌号:(CK) 2.第16层(九尺):是本区的主要煤层,平均厚度在3.84M左右,下距15号煤3.04公尺,构造稳定在本矿现已开采,在东西部,煤层露头处置到古窑破坏严重,煤层顶底板多为砂质页岩。煤质介瘦煤与焦煤之间(cK)。 3.15号煤
14、层(十八尺):下距11号煤层40.17公尺,亦为全区可采之主要煤层之一,厚度约4.0公尺左右,在整个勘探区内全部均匀为中厚煤层,仅在与西铭矿交界处有分层,上分层局部可采,下分层至西铭界后西岭附近时也变薄尖灭。本层一般含夹石多层,煤层顶板为砂质页岩,极难维护,时有细砂岩出现。底板为砂质页岩,间或有页岩或炭质页岩存在。煤质为瘦煤,在井田东部露头部分亦遭古窑破坏。4.11号层(七尺):本层仅在井田的南部可采,下距10号煤层46公尺,层厚0.9公尺左右,无夹石为单一煤层,顶板为北岔沟砂岩,底板为砂质页岩。5.10号层(下三尺煤):下距9号煤层19.82公尺,全层无夹石为单一煤层,顶板为石灰岩,底板为砂
15、质页岩,属稳定煤层在勘探区内全层可采,煤质属贫煤,西部可能为瘦煤,在勘探中了解尚不够清楚。6.9号层(十五尺):下距8号煤3.02公尺,是全区可采的主要煤层之一,层厚在3.86公尺左右,煤层中有夹石。顶板为石灰岩,但常有0.1公尺左右的页岩为顶,底板为砂质页岩,煤层构造稳定,煤质属贫煤。7.8号层(八尺):上与9号煤层仅隔以3.02公尺的砂质页岩为其顶板,底板亦为砂质页岩,煤层构造稳定,亦是本区全层可采的主要煤层之一,煤层厚平均为3.54公尺,已有小窑开采处,通常有12层页岩夹石,煤质属贫煤。根据62年抚顺煤炭科学研究会同矿务局测定的相对瓦斯涌出量为18.8立方米/吨一分,呈报山西省煤管局后批
16、示为超级瓦斯矿井,该矿煤层有煤尘爆炸危险性,煤层有自然发火倾向。第二章 盘区概况及地质特征第一节 盘区概况南八盘区上限标高1100m,下限标高1032m,地面标高16861387m,走向长2220m,倾向长6301130m,面积2366520 m2。根据盘区内东部2#煤层揭露陷落柱情况分析,地质构造复杂,陷落柱极其发育,位于陷落柱及大、中型断裂附近,伴生断层发育,南三下山盘区水文条件复杂,2#煤采空区有大量积水。且上组煤属低瓦斯煤。煤层具有爆炸性。盘区内山峦起伏,沟谷向北东折向虎峪河上游。石千峰山岭纵贯盘区西部。地表部分地段出露第四系黄土,大面积出露P1-2地层。盘区内无建筑、设施等。位于盘区
17、东北部有两条北东向河沟,折向南东方向流入虎峪河。区内可能对极小面积土地受采动影响造成塌陷。南八盘区上部2#煤层部分已采。第二节 地质特征一、地质构造南八盘区地质构造主要受矿中部断层所控制,在其影响下,伴生次一级小型构造。尤其与其相关的伴生产物陷落柱非常发育,煤岩层产状变化大,现分析如下:1.褶皱:盘区西南部为新华村背斜,轴向NE,中部为梅洞沟向斜仰起端,东部为马圪台背斜西端。因此全区呈复式背向斜构造。全区煤岩层倾角1-11。2.断层:盘区北部边界为中部断层,落差2430m。区内断层走向NEE,倾向NNW,落差0.203.00m,且多为陷落柱及大中型断裂的伴生断层。3.陷落柱:陷落柱是影响盘区生
18、产的主要地质构造。根据已采2#煤层揭露的陷落柱,密度达到30个/平方公里,尤其在靠近中部断层的地带更加密集,达到40个/平方公里。破坏面积34677平方米。预测本盘区陷落柱发育。4.节理:受断裂及陷落柱影响和新华村背斜构造影响。区内节理发育,以N15E和N75W两组节理为主。二、煤层与煤质物理特征煤层颜色光泽硬度容重煤岩类型3#灰黑玻璃较大1.43吨/m3半暗半亮工 业 指 标煤层MAVFCSPQY工业牌号3#原煤0.6318.4541.115.5922.510.390.88PSM3#精煤.5.087.3814.1715.210.50.654130-3贫瘦煤三、瓦斯、煤层、地温、煤层自然、地压
19、本盘区上组煤属高瓦斯煤层。根据区内钻孔积及邻区资料推断盘区相对瓦斯涌出量为1542m3/T,平均35 m3/T。根据矿井地质报告,区内煤层具有爆炸性。煤尘爆炸指数15.717%。煤层有自燃发火倾向,自燃发火期一年。四、水文地质本盘区水文地质条件复杂。盘区东部2#煤采空区有积水需要疏放。主要含水层:O2灰岩,L1、L2-3、L4、L5石灰岩,K5、K6砂岩。其中O2石灰岩马家沟组为富含水层,水位在850m以下,对3#煤层无水害威胁。其它石灰岩含水层及K5、K6等弱含水层为层间裂隙水,对3#煤影响不大。区内地表山高谷深,地表水以石千峰岭为分水岭汇入虎峪河,属于季节性渗入补给,对回采影响较小。2#煤
20、层采空积水是影响3#煤回采的重大水患,在施工过程中必须严格执行“有疑必探,先探后掘”的基本原则。东部南三下山盘区有大量采空积水,其煤层底板标高高于本盘区,有透水隐患。依据2#煤层采掘过程中实见资料推断最大涌水量0.67(m3/min),正常涌水量0.05(m3/min)。五、煤层及起顶底板物理、力学性质1、煤层盘区内主要可采煤层 :3#煤层。3#煤层:区内厚度不稳定,结构复杂,煤厚0.454.00m,平均2.42m,煤层中含13层夹矸,煤厚由东向西变薄,西部受古河流冲刷不可采面积达28140m2。半暗-半亮型煤。2、煤层顶底板岩性煤层类别岩石名称厚度(m) 主要岩性特征(含水性)3#顶 板伪顶
21、页岩00.2页理发育直接顶砂页岩或砂岩6.65东部砂质页岩或细砂岩,向西相变为中砂岩老顶骆驼脖子砂岩2.604.72灰白色,中细粒,以石英长石为主底板直接底砂质页岩3.42黑色,含植物化石碎片老底北岔沟砂岩1.1014.04.27灰白色,砾岩或中粗粒砂岩3#煤层:由东部向西部煤层顶板由砂质页岩相变为河流相沉积砂岩。 六、设计盘区地质勘探程度及存在问题1、盘区西部3#煤层受古河流冲刷,冲刷程度及准确范围有待进一步在施工过程中查明。2、盘区西部煤层厚度较薄,变化较大且有不可采区段,不适宜布置综采工作面。3、中部断层附近陷落柱密集,应在布置工作面时尽量避开。4、对2#煤采空积水在掘进和回采过程中必须
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